что такое класс точности в02
Что означает класс точности измерительного прибора
Класс точности измерительного прибора — это обобщенная характеристика, определяемая пределами допускаемых основных и дополнительных погрешностей, а также другими свойствами, влияющими на точность, значения которых установлены в стандартах на отдельные виды средств измерений. Класс точности средств измерений характеризует их свойства в отношении точности, но не является непосредственным показателем точности измерений, выполняемых при помощи этих средств.
Основные способы нормирования допускаемых погрешностей и обозначения классов точности средств измерений установлены ГОСТ.
На шкале измерительного прибора маркируют значение класса точности измерительного прибора в виде числа, указывающего нормированное значение погрешности. Выраженное в процентах, оно может иметь значения 6; 4; 2,5; 1,5; 1,0; 0,5; 0,2; 0,1; 0,05; 0,02; 0,01; 0,005; 0,002; 0,001 и т. д.
Если обозначаемое на шкале значение класса точности обведено кружком, например 1,5, это означает, что погрешность чувствительности δ s =1,5%. Так нормируют погрешности масштабных преобразователей (делителей напряжения, измерительных шунтов, измерительных трансформаторов тока и напряжения и т. п.).
Это означает, что для данного измерительного прибора погрешность чувствительности δ s= d x/x — постоянная величина при любом значении х. Граница относительной погрешности δ (х) постоянна и при любом значении х просто равна значению δ s, а абсолютная погрешность результата измерений определяется как d x= δ sx
Для таких измерительных приборов всегда указывают границы рабочего диапазона, в которых такая оценка справедлива.
Если на шкале измерительного прибора цифра класса точности не подчеркнута, например 0,5, это означает, что прибор нормируется приведенной погрешностью нуля δ о=0,5 %. У таких приборов для любых значений х граница абсолютной погрешности нуля d x= d о=const, а δ о= d о/хн.
Однако будет грубейшей ошибкой полагать, что амперметр класса точности 0,5 обеспечивает во всем диапазоне измерений погрешность результатов измерений ±0,5 %. Значение погрешности δ о увеличивается обратно пропорционально х, то есть относительная погрешность δ (х) равна классу точности измерительного прибора лишь на последней отметке шкалы (при х = хк). При х = 0,1хк она в 10 раз больше класса точности. При приближении х к нулю δ (х) стремится к бесконечности, то есть такими приборами делать измерения в начальной части шкалы недопустимо.
На измерительных приборах с резко неравномерной шкалой (например на омметрах) класс точности указывают в долях от длины шкалы и обозначают как 1,5 с обозначением ниже цифр знака «угол».
Что нужно знать о классе точности измерительного прибора?
Измерительные приборы: вольтметры, амперметры, токовые клещи, осциллографы и другие — это устройства, предназначенные для определения искомых величин в заданном диапазоне, каждый из них имеет свою точность, причем устройства, измеряющие одну и ту же величину, в зависимости от модели, могут отличаться по точности и классу.
В каких-то ситуациях достаточно просто определить значение, например, вольтаж батарейки, а в других необходимо выполнить многократное повторение измерений высокоточными приборами для получения максимально достоверного результата, так в чем отличие таких измерительных устройств, что означает класс точности, сколько их бывает, как его определить и многое другое читайте далее в нашей статье.
Что такое класс точности
Определение: «Класс точности измерения — это общая характеристика точности средства измерения, определяемая пределами допустимых основных и дополнительных погрешностей, а также другими факторами, влияющими на нее».
Сам по себе класс не является постоянной величиной измерения, потому что само измерение зачастую зависит от множества переменных: места измерения, температуры, влажности и других факторов, класс позволяет определить лишь только в каком диапазоне относительных погрешностей работает данный прибор.
Чтобы заранее оценить погрешность, которую измерит устройство, также могут использоваться нормативные справочные значения.
Относительная погрешность — это отношение абсолютной погрешности к модулю действительного приближенного показателя полученного значения, измеряется в %.
Абсолютная погрешность рассчитывается следующим образом:
∆=±a или ∆=(a+bx)
x – число делений, нормирующее значение величины
a, b – положительные числа, не зависящие от х
Абсолютная и приведенная погрешность рассчитывается по следующим формулам, см. таблицу ниже
Какие классы точности бывают, как обозначаются
Как мы уже успели выяснить, интервал погрешности определяется классом точности. Данная величина рассчитывается, устанавливается ГОСТом и техническими условиями. В зависимости от заданной погрешность, бывает: абсолютная, приведенная, относительная, см. таблицу ниже
Согласно ГОСТ 8.401-80 в системе СИ классы точности обычно помечается латинской буквой, часто с добавлением индекса, отмеченного цифрой. Чем меньше погрешность, соответственно, меньше цифра и буквенное значение выше по алфавиту, тем более высокая точность.
Класс точности обозначается на корпусе устройства в виде числа обведенного в кружок, обозначает диапазон погрешностей измерений в процентах. Например, цифра ② означает относительную погрешность ±2%. Если рядом со знаком присутствует значок в виде галочки, это значит, что длина шкалы используется в качестве вспомогательного определения погрешности.
Каким ГОСТом регламентируется точность приборов?
ГОСТ 8.401-80 «Классы точности средств измерений» общие требования. Нормативным документом устанавливаются общие положения классификации точностей измерительных приборов.
Как определить класс точности электроизмерительного прибора, формулы расчета
Чтобы определить класс точности, необходимо взглянуть на его корпус или инструкцию пользователя, в ней вы можете увидеть цифру, обведенную в круг, например, ① это означает, что ваш прибор измеряет величину с относительной погрешностью ±1%.
Но что делать если известна относительная погрешность и необходимо рассчитать класс точности, например, амперметра, вольтметра и т.д. Рассмотрим на примере амперметра: известна ∆x=базовая (абсолютная) погрешность 0,025 (см. в инструкции), количество делений х=12
Находим относительную погрешность:
Y= 100×0,025/12=0,208 или 2,08%
(вывод: класс точности – 2,5).
Следует отметить, что погрешность неравномерна на всем диапазоне шкалы, измеряя малую величину вы можете получить наибольшую неточность и с увеличением искомой величины она уменьшается, для примера рассмотрим следующий вариант:
Вольтметр с классом p=±2, верхний предел показаний прибора Xn=80В, число делений x=12
Предел абсолютной допустимой погрешности:
Относительная погрешность одного деления:
Если вам необходимо выполнить более подробный расчет, смотрите ГОСТ 8.401-80 п.3.2.6.
Поверка приборов, для чего она нужна
Все измерительные приборы измеряют с некой погрешностью, класс точности говорит лишь о том, в каком диапазоне она находится. Бывают случаи, когда диапазон погрешности незаметно увеличивается, и мы начинаем замечать, что измеритель «по-простому» начинает врать. В таких случаях помогает поверка.
Это процесс измерения эталонной величины в идеальных условиях прибором, обычно проводится метрологической службой или в метрологическом отделе предприятия производителя.
Существует первичная и периодическая, первичную проверку проводят после выпуска изделия и выдают сертификат, периодическую проводят не реже чем раз в год, для ответственных приборов чаще.
Поэтому если вы сомневаетесь в правильности работы устройства, вам следует провести его поверку в ближайшей метрологической службе, потому что измеритель может врать как в меньшую, так и в большую сторону.
Как легко проверить потребление электроэнергии в квартире, можете узнать в нашей статье.
Видео на тему относительная погрешность прибора
Заключение
Класс точности является важным показателем для каждого прибора, при выборе всегда обращайте внимание на него. Если вам нужен, например, электрический счетчик, важно чтобы он измерял потребление энергии с максимальной точностью, благодаря этому за весь период эксплуатации, вы сможете сэкономить приличную сумму средств.
Но, а если вам необходимо просто периодически проверять напряжение в розетке, для этого не стоит переплачивать за дорогостоящую покупку.
Класс точности
Во время лабораторных измерений требуется знать точность измерительных средств, которые в свою очередь обладают определенными характеристиками и различаются по устройству. Каждое из средств измерения (СИ) имеют определенные неточности, которые делится на основные и дополнительные. Зачастую возникают ситуации, когда нет возможности или просто не требуется производить подробный расчет. Каждому средству измерения присвоен определенный класс точности, зная который, можно выяснить его диапазон отклонений.
Класс точности измерительного прибора
Обобщающая характеристика, которая определяется пределами погрешностей (как основных, так и дополнительных), а также другими влияющими на точные замеры свойствами и показатели которых стандартизированы, называется класс точности измерительного аппарата. Класс точности средств измерений дает информацию о возможной ошибке, но одновременно с этим не является показателем точности данного СИ.
Средство измерения – это такое устройство, которое имеет нормированные метрологические характеристики и позволяет делать замеры определенных величин. По своему назначению они бывают примерные и рабочие. Первые используются для контроля вторых или примерных, имеющих меньший ранг квалификации. Рабочие используются в различных отраслях. К ним относятся измерительные:
На каждом средстве для измерений имеется шкала, на которой указываются классы точности этих средств измерений. Они указываются в виде чисел и обозначают процент погрешности. Для тех, кто не знает, как определить класс точности, следует знать, что они давно стандартизованы и есть определенный ряд значений. Например, на устройстве может быть одна из следующих цифр: 6; 4; 2,5; 1,5; 1,0; 0,5; 0,2; 0,1; 0,05; 0,02; 0,01; 0,005; 0,002; 0,001. Если это число находится в круге, то это погрешность чувствительности. Обычно ее указывают для масштабных преобразователей, таких как:
Обозначение класса точности
Обязательно указывается граница диапазона работы этого прибора, в пределах которой значение класса точности будет верно.
Те измерительные устройства, которые имеют рядом со шкалой цифры: 0,05; 0,1; 0,2; 0,5, именуются как прецизионные. Сфера их применения – это точные и особо точные замеры в лабораторных условиях. Приборы с маркировкой 1,0; 1,5; 2,5 или 4,0 называются технические и исходя из названия применяются в технических устройствах, станках, установках.
Возможен вариант, что на шкале такого аппарата не будет маркировки. В такой ситуации погрешность приведенную принято считать более 4%.
Если значение класса точности устройства не подчеркнуто снизу прямой линией, то это говорит о том, что такой прибор нормируется приведенной погрешностью нуля.
Грузопоршневой манометр, класс точности 0,05
Если шкала отображает положительные и отрицательные величины и отметка нуля находится посередине такой шкалы, то не стоит думать, что погрешность во всем диапазоне будет неизменной. Она будет меняться в зависимости от величины, которую измеряет устройство.
Если замеряющий агрегат имеет шкалу, на которой деления отображены неравномерно, то класс точности для такого устройства указывают в долях от длины шкалы.
Возможны варианты измерительных аппаратов со значениями шкалы в виде дробей. Числитель такой дроби укажет величину в конце шкалы, а число в знаменателе при нуле.
Нормирование
Классы точности средств измерений сообщают нам информацию о точности таких средств, но одновременно с этим он не показывает точность измерения, выполненного с помощью этого измерительного устройства. Для того, чтобы выявить заблаговременно ошибку показаний прибора, которую он укажет при измерении люди нормируют погрешности. Для этого пользуются уже известными нормированными значениями.й
Нормирование осуществляется по:
Формулы расчета абсолютной погрешности по ГОСТ 8.401
Все способы нормирования СИ и обозначения их классов точности устанавливаются в соответствующих ГОСТах.
Виды маркирования
Классы точности абсолютно всех измерительных приборов подлежат маркировке на шкале этих самых приборов в виде числа. Используются арабские цифры, которые обозначают процент нормированной погрешности. Обозначение класса точности в круге, например число 1,0, говорит о том, что ошибочность показаний стрелки аппарата будет равна 1%.
Если в обозначении используется кроме цифры еще и галочка, то это значит, что длина шкалы применяется в роли нормирующего значения.
Латинские буквы для обозначения применяются если он определяется пределами абсолютной погрешности.
Существуют аппараты, на шкалах которых нет информации о классе точности. В таких случаях абсолютную следует приравнивать к одной второй наименьшего деления.
Пределы
Как уже говорилось раньше, измерительный прибор, благодаря нормированию уже содержит случайную и систематические ошибки. Но стоит помнить, что они зависят от метода измерения, условий и других факторов. Чтобы значение величины, подлежащей замеру, было на 99% точным, средство измерения должно иметь минимальную неточность. Относительная должна быть примерно на треть или четверть меньше погрешности измерений.
Базовый способ определения погрешности
При установке класса точности в первую очередь нормированию подлежат пределы допустимой основной погрешности, а пределы допускаемой дополнительной погрешности имеют кратное значение от основной. Их пределы выражают в форме абсолютной, относительной и приведенной.
Приведенная погрешность средства измерения – это относительная, выраженная отношением предельно-допустимой абсолютной погрешности к нормирующему показателю. Абсолютная может быть выражена в виде числа или двучлена.
Если класс точности СИ будет определяться через абсолютную, то его обозначают римскими цифрами или буквами латиницы. Чем ближе буква будет к началу алфавита, тем меньше допускаемая абсолютная погрешность такого аппарата.
Благодаря относительной погрешности можно назначить класс точности двумя способами. В первом случае на шкале будет изображена арабская цифра в кружке, во втором случае дробью, числитель и знаменатель которой сообщают диапазон неточностей.
Основная погрешность может быть только в идеальных лабораторных условиях. В жизни приходится умножать данные на ряд специальных коэффициентов.
Дополнительная случается в результате изменений величин, которые каким-либо образом влияют на измерения (например температура или влажность). Выход за установленные пределы можно выявить, если сложить все дополнительные погрешности.
Случайные ошибки имеют непредсказуемые значения в результате того, что факторы, оказывающие на них влияние постоянно меняются во времени. Для их учета пользуются теорией вероятности из высшей математики и ведут записи происходивших раньше случаев.
Пример расчета погрешности
Статистическая измерительного средства учитывается при измерении какой-либо константы или же редко подверженной изменениям величины.
Динамическая учитывается при замерах величин, которые часто меняют свои значения за небольшой отрезок времени.
Классы точности болтов
Болты и другие крепежные изделия изготавливают нескольких классов:
Каждый из них имеет свои допуски измеряемой величины, отличные от остальных и применяется в различных сферах.
Крепеж С используют в отверстиях с диаметром немногим больше диаметра болта (до 3мм). Болты без труда устанавливаются, не отнимая много времени на работу. Из минусов стоит отметить то, что при физическом воздействии на такой крепеж, болтовое соединение может сместиться на несколько миллиметров.
Крепеж В подразумевает использование болтов, диаметр которых меньше отверстия в пределах 1-1,5 мм. Это позволяет конструкции меньше подвергаться смещениям и деформациям, но повышаются требования к изготовлению отверстий в креплениях.
Гайки шестигранные класса точности В
Крепеж А создается по проекту. Диаметр болта такого типа, меньше диаметра отверстия максимум на 0,3 мм и имеет допуск только со знаком минус. Это делает крепеж неподвижным, не позволяет происходить смещению узлов. Изготовление болтов А-класса стоит дороже и не всегда используется в производстве.
Класс точности присутствует в описании всех измерительных приборов и является одной из самых важных характеристик. Чем выше его значение, тем более дорогостоящий будет прибор, но в то же время он сможет предоставить более точную информацию. Выбор стоить делать исходя из сложившейся ситуации и целей в которых будет использоваться такое средство. Важно понимать, что в некоторых ситуациях экономически выгодно будет приобрести дорогостоящее сверхточное оборудование, чтобы в дальнейшем сберечь деньги.
Классы точности для водомеров и теплосчетчиков
Выбирая приборы учета, потребитель должен обращать внимание не только на внешний вид устройства, его цену, размеры, но в первую очередь и на технические параметры счетчика, а также его совместимость с системой, с которой планируется его эксплуатация. Из многих технических параметров класс точности привлекает внимание покупателя, наверное, в последнюю очередь, что и логично, так как приборы с более высокой точностью имеют и более высокую цену. А в этом случае фактор цены играет существенную роль, так как от него зависит и период окупаемости счетчика. Но между тем, выбрав неправильно прибор учета по классу точности, потребитель может «наказать» как поставщика, так и самого себя, что малоприятно.
Что такое класс точности прибора учета
Любые счетчики, в том числе предназначенные для учета расхода теплоносителя, горячей и холодной воды относятся к сложным техническим устройствам. Их основная функция – это учет количества потребления ресурса за счет фиксирования и отображения его расхода. Также, в зависимости от модели, приборы учета позволяют архивировать и сохранять данные за определенный период времени.
Однако не все счетчики, предназначенные как для бытового (квартирного) учета, так и для коммунального, показывают одинаковую точность во время измерений, что позволяет легко классифицировать приборы по этому параметру и в соответствие с ним определять требования к устройствам, в зависимости от места их установки и способа эксплуатации. Как правило, для индивидуального учета допускается использовать приборы более низкого класса, а на промышленных или коммунальных объектах к этому критерию прибора требования строже.
Связано это с тем, что точность прибора учета определяется как максимально допустимая погрешность при измерениях и, соответственно, чем больше потребление, тем больше и будет искажение, если, например, устанавливается счетчик низшего класса. А в квартирном учете такая точность не столь принципиальна, так как водопотребление и расход теплоносителя можно считать незначительными.
Классы точности счетчиков воды
Разделение водомеров на классы точности определяется в соответствии с ГОСТ 50193.1-98. И в соответствии с ним существует 4 класса точности для водомеров: «A», «B», «C», «D», при этом повышение по классу идет от класса «A» вверх. Однако для бытовых приборов последний класс не используется (к приборам с наивысшей точностью относятся только промышленные устройства), так как для учета потребления, измеряемого в кубических метрах (м 3 ) высокая точность не требуется.
У приборов, предназначенных для квартирного учета, имеющаяся погрешность вполне вписывается в допустимый диапазон. Поэтому у индивидуальных потребителей наибольшим спросом пользуются счетчики воды двух первых классов: «A» и «B». Приборы класса «C» также могут устанавливаться в квартирах для организации индивидуального учета, но в силу их более высокой цены, малопривлекательны для потребителя.
Но следует отметить, что перед установкой водомера требуется консультация с водопоставляющей организацией по вопросу требований к классу точности монтируемого прибора. Также следует учитывать, что некоторые из наиболее популярных моделей водосчетчиков класса точности «B» могут устанавливаться двумя способами: горизонтально и вертикально. Но в этом случае, при вертикальном монтаже прибор в один момент понижается в классе, то есть вместо точности класса «В» счетчик воды получает класс «А». О такой особенности и правилах монтажа производитель уведомляет потребителя и об этом всегда есть информация в инструкции к изделию. Такие метаморфозы происходят из-за того, что счетчики воды, как правило, рассчитаны на установку считывающим устройством вверх. А если меняется положение прибора с горизонтального на вертикальное (или угловое), то для работы устройства создаются определенные препятствия и сложности, что автоматически приводит к снижению (впрочем, незначительному) точности получаемых данных.
ЗАКАЗАТЬ УСЛУГУ У АККРЕДИТОВАННЫХ КОМПАНИЙ
Преимущества и недостатки счетчиков разных классов
Счетчики воды класса «С» являются наиболее точными приборами, однако, несмотря на это, не нашли широкого применения и практически не представлены бытовыми устройствами. Многие производители просто не занимаются изготовлением данной продукции. Причина банальна – более высокая стоимость изделий, что сказывается на окупаемости приборов и целесообразности их эксплуатации. Поэтому потребители и отдают предпочтение менее точным, но отлично справляющимся с квартирным учетом устройствам классов «A» и «B» с помощью которых можно легко определить расход в кубических метрах, а именно в них и определяется потребление воды в коммунальной сфере. Кроме того, следует обращать внимание и на другой фактор, а именно, на межповерочный период. Часто он совпадает у приборов разных классов. Поэтому нет смысла покупать и устанавливать более дорогой прибор, стоимость которого будет окупаться в течение значительно более продолжительного периода, для того чтобы через 4 года (максимум 6 лет) прийти к начальной точке. Справедливости следует отметить, что и между классами водомеров «A» и «B» тоже имеется своеобразная конкуренция и вторые выигрывают с заметным перевесом.
Более высокая цена на счетчики воды класса «C», в принципе, обоснованна, так как:
Для водопоставляющих компаний выгодно, если потребитель выбирает счетчик класса «C», так как такие приборы позволяют регистрировать даже незначительные расходы, что, естественно, сказывается на общем потреблении. Порог чувствительности у счетчиков класса «C» превышает аналогичный параметр приборов класса «B» в 10-15 раз (в зависимости от модели).
Как определяются классы точности счетчиков воды
Класс точности водомера измеряется пределом погрешности измерений, для определения которых важны следующие параметры устройства:
Также важен и параметр динамического диапазона, обозначаемого как «R», и представляющего собой соотношение между номинальным и минимальным расходом. Важно обратить внимание на то, что для каждого класса существуют свои предельные нормативы.
Имеет значение и Ду (диаметр условного прохода), особенно для объектов с повышенным водопотреблением. Если, например, в городской квартире расход небольшой, то в загородном доме с садом и газоном, которые требуют регулярного полива, а также с бассейном, баней и другими объектами, отличающимися высоким водопотреблением, расход будет иной. В этом случае устанавливается прибор учета с Ду от 25 мм и выше. При этом следует помнить, что порог чувствительности счетчика класса «C» с Ду 50 мм соответствует аналогичному параметру прибора класса «B», но с Ду 25 мм.
Классы точности счетчиков тепла
Теплосчетчики, как и другие приборы учета, также разделены на классы по критерию точности, но в отличие от водомеров, для них используется иная шкала. Классы счетчиков тепла обозначаются цифрами от 1 до 3, при этом высший класс точности – это первый. Критерием деления на классы для этих приборов выступает дифференцирование по наименьшей разности температур в трубах: подающей и обратной. Соответственно, самые высокие требования к счетчикам тепла, относящимся к классу «1» и минимальные – к приборам класса «3». Однако, при выборе счетчика для индивидуального учета требования весьма лояльны: устанавливать приборы первого класса нужно, если потребление теплоносителя от 100 м 3 /час.
Важно отметить, что деление теплосчетчиков на классы происходит в соответствии с нормами ГОСТ Р 51649-2014. В нем четко указываются максимально допустимые значения относительной погрешности для каждого из классов точности:
Требования к точности счетчиков тепла, устанавливаемых для квартирного и домового учета
Довольно высокие тарифы на теплоснабжение, а также тенденция к их постоянному росту заставляет как предприятия, генерирующие энергию, так и конечного потребителя обратить внимание на вопрос, связанный с организацией точного учета потребления этого ресурса. А справиться с такой задачей можно только с помощью приборов учета. Но и в этом случае имеются проблемы, связанные с выбором устройства. И вопрос здесь не только в цене или конкретной модели, существует также много технических требований, начиная от особенностей систем отопления и заканчивая классом точности прибора. Именно последний фактор важен во время введения счетчика в эксплуатацию, так как, установив прибор несоответствующего класса, поставщик ресурса имеет право не признавать его данные, определяя их как недостоверные.
Нормы ГОСТ «Теплосчетчики для водяных систем отопления» Р 51649-2014 были введены в 2015 году, в сентябре. В этом документе были учтены все правила и требования для учета тепловой энергии в коммерческих целях. Также приняты во внимание и международные нормы и рекомендации, в частности, MP 75:2002. В 2017 году начинают действовать и новые технические требования, предъявляемые к точности расходомеров.
В соответствии с этими нормами класс теплосчетчика определяется классом расходомера, но это правило актуально только для классов «1» и «2». При этом для жильцов, желающих установить в своей квартире прибор учета тепловой энергии, этот критерий классификации важен, так как именно устройства двух первых классов и рекомендованы для эксплуатации в квартирных условиях. Приборы третьего класса практически не устанавливаются, поэтому и фактически нет предложений от производителей.
При этом, выбирая прибор учета тепла, следует знать, что счетчики класса «1» устанавливаются на объектах с расходом теплоносителя от 100 м 3 /ч, а если этот показатель ниже, то вполне оптимальным решением станет монтаж устройства класса «2». Но нужно отметить, что потребление от 100 м 3 /ч в городской квартире является скорее исключением, чем нормой, поэтому для квартирного учета вполне подойдет прибор с точностью класса «2». А счетчики класса «1» могут использоваться в больших офисных центрах, небольших гостиницах и на других объектах социальной и общественной сфер, хотя, в основном, они предназначены для коммерческого учета на предприятиях, генерирующих тепловую энергию.